CN108191066A - 污水水质净化剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了污水水质净化剂的制备方法，包括：制备芋头淀粉、制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂、制备玫瑰茎多孔炭、复配，污水水质净化剂由下列重量份的物质组成：40‑50份膨润土、20‑30份辣木种子粉、5‑8份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、20‑25份玫瑰茎多孔炭、2‑3份聚合硫酸铁、2‑3份聚合氯化铝、10‑12份壳聚糖、2‑5份微生物菌剂、1‑2份酶制剂。有益效果为：本制备方法简单易行，对环境友好，净化剂能够有效地分解污水中的有机质，同时对大颗粒有机质具有絮凝与沉降作用，污水水质净化剂同时具有吸附Cr(VI)的作用，还能够降低降低COD和BOD，提高DO，净化水质。

Description

污水水质净化剂的制备方法
技术领域
本发明涉及污水净化剂领域，尤其是涉及污水水质净化剂的制备方法。
技术背景
水污染是由有害化学物质造成水的使用价值降低或丧失，污染环境的水。污水中的酸、碱、氧化剂，以及铜、镉、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有机毒物，会毒死水生生物，影响饮用水源、风景区景观。污水中的有机物被微生物分解时消耗水中的氧，影响水生生物的生命，水中溶解氧耗尽后，有机物进行厌氧分解，产生硫化氢、硫醇等难闻气体，使水质进一步恶化。废水从不同角度有不同的分类方法。据不同来源分为生活废水和工业废水两大类；据污染物的化学类别又可分无机废水与有机废水；也有按工业部门或产生废水的生产工艺分类的，如焦化废水、冶金废水、制药废水、食品废水等。水污染的污染物主要有：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）森林砍伐，水土流失；（6）因过度开采，产生矿山污水。
现有技术如授权公众号为CN 103951023 B的中国发明专利，公开了一种复合污水处理剂，其组成包括聚合氯化铁、聚合氯化铝和丙撑基双(十八烷基二甲基)铵-膨润土，按照重量百分比记，其配比为：聚合氯化铁：聚合氯化铝：丙撑基双(十八烷基二甲基)铵-膨润土＝1.5-1.9：0.8-1.2：0.3-0.55。本发明用于化工废水的处理，是集脱色、絮凝、去除COD(化学需氧量)、BOD(生化需氧量等多种功能于一身的高效复合污水处理剂。但是该发明方法中的复合污水处理剂无法去除水中的重金属污染物如Cr(VI)，同时该复合污水处理剂将水中的有机质絮凝沉降去除，浪费了有机资源。
发明内容
本发明的目的在于提供污水水质净化剂的制备方法，本制备方法简单易行，易于规模化生产，污水水质净化剂能够有效地分解污水中的有机质，同时对大颗粒有机质具有絮凝与沉降作用，污水水质净化剂具有吸附Cr(VI)的作用，能够降低降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
本发明中所用到的微生物及其所购买企业为：固氮菌，山西菲尔普斯科技有限公司；光合细菌、放线菌，沧州莱森生物技术有限公司。
本发明针对背景技术中提到的问题，采取的技术方案为：污水水质净化剂的制备方法，包括：制备芋头淀粉、制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂、制备玫瑰茎多孔炭、复配，具体包括以下步骤：
制备芋头淀粉：将芋头球茎用去离子水洗净，去皮，切割成薄片，控制芋头和去离子水料水比为1:2.5-3.0，用氢氧化钠溶液调pH为9.5-10.0，在植物组织捣碎机中匀浆5-10分钟，过200-260目筛，滤液沉降36-48小时后，3500-4000r/min下离心5-10分钟，静置后取沉淀，用去离子水洗涤3-4次，置于35-40℃下真空干燥即得芋头淀粉；芋头干基淀粉含量在52%-82%间，提取得率较高，成本较低，本提取方法简单易行，不添加其他有机物，适合作为阳离子淀粉絮凝剂的原料；
制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂：取90-100份质量分数为2-3%的氢氧化钠溶液，加入17-18.5份2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、0.05-0.08份1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯，轻搅拌并活化5-8分钟后喷洒如芋头淀粉中，控制反应体系含水量在25-40%，搅拌30-45分钟，将混合物密封，在54-56℃下反应2.5-3.5小时，然后先后以乙醇、丙酮洗涤2-3次，干燥即得阳离子型芋头淀粉絮凝剂；2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯发挥协同作用，在氢氧化钠催化剂的存在条件下对对淀粉颗粒表面产生醚化作用，相比较于原淀粉，改性后的淀粉表面更加粗糙，有一定的黏连性，呈块状，表面结构粗糙且有褶皱和孔洞，在质量浓度很低的情况下能达到较好的絮凝效果；
制备玫瑰茎多孔炭：将玫瑰茎剪成8-10cm的茎段，冲洗干净，除去表面杂质后放入烘箱烘干，将烘干后的玫瑰茎置于坩埚中，将坩埚与玫瑰茎放入管式炉并加热，通过程序控制由室温升温至350-360℃，氮气保护下恒温1.5-2.0小时，降温至室温后取出得预备炭；将100-120份质量分数为33-35%的氢氧化钾溶液与15-18份预备炭混合均匀后再次放入管式炉，升温至730-750℃，在氮气保护下恒温2-3小时，降温至室温后取出，最后用清水清洗至中性，烘干得玫玫瑰茎多孔炭；用玫瑰茎制备的炭材料具有多孔结构，且具有较高的比表面积，该炭材料具有含氧官能团活性位点，对Cr(VI)具有较好的吸附效果，最大吸附量为344.83mg/g，而且吸附过程符合准二级动力学方程，非常适合作为污染水中Cr(VI)的吸附剂；
复配：称取40-50份膨润土、20-30份辣木种子粉、5-8份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、20-25份玫瑰茎多孔炭、2-3份聚合硫酸铁、2-3份聚合氯化铝、10-12份壳聚糖、2-5份微生物菌剂、1-2份酶制剂，混合均匀后添加1-2质量倍的清水，搅拌均匀即得污水水质净化剂；污水水质净化剂能够将污水中的蛋白质、纤维素、脂肪等有机大分子分解成小分子物质，供水生生物与水生植物吸收利用，同时污水水质净化剂还可以絮凝未被分解的大颗粒有机物，沉降至底层污泥处被污泥中的微生物缓慢分解吸收，净化剂有助于吸附污水水质中的Cr(VI)，降低Cr(VI)的含量及对水生生物的危害，污水水质净化剂还有助于降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
作为优选，微生物菌剂为微生物菌剂为重量比为1:2-3:2-4的固氮菌、光合细菌、放线菌的混合物；微生物菌剂可以有效改善污水中的微生物结构，增大益生菌含量，同时对有机质也有降解作用。
作为优选，酶制剂为蛋白酶或脂肪酶或纤维素酶或过氧化物酶或半纤维素酶或多酚氧化酶或海藻多糖降解酶的至少4种酶的混合物；酶制剂可以将污水中蛋白质、纤维素、脂肪等大分子物质分解为小分子物质供水生生物吸收利用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯发挥协同作用，在氢氧化钠催化剂的存在条件下对对淀粉颗粒表面产生醚化作用，相比较于原淀粉，改性后的淀粉表面更加粗糙，有一定的黏连性，呈块状，表面结构粗糙且有褶皱和孔洞，在质量浓度很低的情况下能达到较好的絮凝效果；
2）污水水质净化剂能够将污水中的蛋白质、纤维素、脂肪等有机大分子分解成小分子物质，供水生生物与水生植物吸收利用，同时污水水质净化剂还可以絮凝未被分解的大颗粒有机物，沉降至底层污泥处被污泥中的微生物缓慢分解吸收，净化剂有助于吸附污水水质中的Cr(VI)，降低Cr(VI)的含量及对水生生物的危害，污水水质净化剂还有助于降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
污水水质净化剂的制备方法，包括以下步骤：
1）将芋头球茎用去离子水洗净，去皮，切割成薄片，控制芋头和去离子水料水比为1:2.5，用氢氧化钠溶液调pH为9.5，在植物组织捣碎机中匀浆5分钟，过200目筛，滤液沉降36小时后，3500r/min下离心5分钟，静置后取沉淀，用去离子水洗涤3次，置于35℃下真空干燥即得芋头淀粉；2）取90份质量分数为2%的氢氧化钠溶液，加入17份2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、0.05份1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯，轻搅拌并活化5分钟后喷洒如芋头淀粉中，控制反应体系含水量在25%，搅拌30分钟，将混合物密封，在54℃下反应2.5小时，然后先后以乙醇、丙酮洗涤2次，干燥即得阳离子型芋头淀粉絮凝剂；3）将玫瑰茎剪成8cm的茎段，冲洗干净，除去表面杂质后放入烘箱烘干，将烘干后的玫瑰茎置于坩埚中，将坩埚与玫瑰茎放入管式炉并加热，通过程序控制由室温升温至350℃，氮气保护下恒温1.5小时，降温至室温后取出得预备炭；将100份质量分数为33%的氢氧化钾溶液与15份预备炭混合均匀后再次放入管式炉，升温至730℃，在氮气保护下恒温2小时，降温至室温后取出，最后用清水清洗至中性，烘干得玫玫瑰茎多孔炭；4）称取40份膨润土、20份辣木种子粉、5份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、20份玫瑰茎多孔炭、2份聚合硫酸铁、2份聚合氯化铝、10份壳聚糖、0.4份固氮菌、0.8份光合细菌、0.8份放线菌、0.5份蛋白、0.3份脂肪酶、0.1份纤维素酶、0.1份过氧化物酶，混合均匀后添加1质量倍的清水，搅拌均匀即得污水水质净化剂；污水水质净化剂能够将污水中的蛋白质、纤维素、脂肪等有机大分子分解成小分子物质，供水生生物与水生植物吸收利用，同时污水水质净化剂还可以絮凝未被分解的大颗粒有机物，沉降至底层污泥处被污泥中的微生物缓慢分解吸收，净化剂有助于吸附污水水质中的Cr(VI)，降低Cr(VI)的含量及对水生生物的危害，污水水质净化剂还有助于降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
实施例2：
污水水质净化剂的制备方法，包括以下步骤：
1）制备芋头淀粉：将芋头球茎用去离子水洗净，去皮，切割成薄片，控制芋头和去离子水料水比为1:3.0，用氢氧化钠溶液调pH为10.0，在植物组织捣碎机中匀浆10分钟，过260目筛，滤液沉降48小时后，4000r/min下离心10分钟，静置后取沉淀，用去离子水洗涤4次，置于40℃下真空干燥即得芋头淀粉；芋头干基淀粉含量在52%-82%间，提取得率较高，成本较低，本提取方法简单易行，不添加其他有机物，适合作为阳离子淀粉絮凝剂的原料；
2）制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂：取100份质量分数为3%的氢氧化钠溶液，加入18.5份2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、0.08份1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯，轻搅拌并活化8分钟后喷洒如芋头淀粉中，控制反应体系含水量在40%，搅拌45分钟，将混合物密封，在56℃下反应3.5小时，然后先后以乙醇、丙酮洗涤3次，干燥即得阳离子型芋头淀粉絮凝剂；2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯发挥协同作用，在氢氧化钠催化剂的存在条件下对对淀粉颗粒表面产生醚化作用，相比较于原淀粉，改性后的淀粉表面更加粗糙，有一定的黏连性，呈块状，表面结构粗糙且有褶皱和孔洞，在质量浓度很低的情况下能达到较好的絮凝效果；
3）制备玫瑰茎多孔炭：将玫瑰茎剪成10cm的茎段，冲洗干净，除去表面杂质后放入烘箱烘干，将烘干后的玫瑰茎置于坩埚中，将坩埚与玫瑰茎放入管式炉并加热，通过程序控制由室温升温至360℃，氮气保护下恒温2.0小时，降温至室温后取出得预备炭；将120份质量分数为35%的氢氧化钾溶液与18份预备炭混合均匀后再次放入管式炉，升温至750℃，在氮气保护下恒温3小时，降温至室温后取出，最后用清水清洗至中性，烘干得玫玫瑰茎多孔炭；用玫瑰茎制备的炭材料具有多孔结构，且具有较高的比表面积，该炭材料具有含氧官能团活性位点，对Cr(VI)具有较好的吸附效果，最大吸附量为344.83mg/g，而且吸附过程符合准二级动力学方程，非常适合作为污染水中Cr(VI)的吸附剂；
4）复配：称取50份膨润土、30份辣木种子粉、8份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、25份玫瑰茎多孔炭、3份聚合硫酸铁、3份聚合氯化铝、12份壳聚糖、1份固氮菌、2份光合细菌、2份放线菌、0.5份蛋白酶、0.5份脂肪酶、0.5份纤维素酶、0.5份半纤维素酶，混合均匀后添加2质量倍的清水，搅拌均匀即得污水水质净化剂；污水水质净化剂能够将污水中的蛋白质、纤维素、脂肪等有机大分子分解成小分子物质，供水生生物与水生植物吸收利用，同时污水水质净化剂还可以絮凝未被分解的大颗粒有机物，沉降至底层污泥处被污泥中的微生物缓慢分解吸收，净化剂有助于吸附污水水质中的Cr(VI)，降低Cr(VI)的含量及对水生生物的危害，污水水质净化剂还有助于降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
实施例3：
污水水质净化剂的制备方法，包括：制备芋头淀粉、制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂、制备玫瑰茎多孔炭、复配，具体包括以下步骤：
制备芋头淀粉：将芋头球茎用去离子水洗净，去皮，切割成薄片，控制芋头和去离子水料水比为1:2.6，用氢氧化钠溶液调pH为9.8，在植物组织捣碎机中匀浆8分钟，过240目筛，滤液沉降36小时后，3600r/min下离心8分钟，静置后取沉淀，用去离子水洗涤4次，置于37℃下真空干燥即得芋头淀粉；芋头干基淀粉含量在52%-82%间，提取得率较高，成本较低，本提取方法简单易行，不添加其他有机物，适合作为阳离子淀粉絮凝剂的原料；
制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂：取95份质量分数为2.4%的氢氧化钠溶液，加入17.5份2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、0.06份1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯，轻搅拌并活化6分钟后喷洒如芋头淀粉中，控制反应体系含水量在35%，搅拌30分钟，将混合物密封，在55℃下反应3小时，然后先后以乙醇、丙酮洗涤3次，干燥即得阳离子型芋头淀粉絮凝剂；2,3-环氧丙基三甲基氯化铵与1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯发挥协同作用，在氢氧化钠催化剂的存在条件下对对淀粉颗粒表面产生醚化作用，相比较于原淀粉，改性后的淀粉表面更加粗糙，有一定的黏连性，呈块状，表面结构粗糙且有褶皱和孔洞，在质量浓度很低的情况下能达到较好的絮凝效果；
制备玫瑰茎多孔炭：将玫瑰茎剪成10cm的茎段，冲洗干净，除去表面杂质后放入烘箱烘干，将烘干后的玫瑰茎置于坩埚中，将坩埚与玫瑰茎放入管式炉并加热，通过程序控制由室温升温至355℃，氮气保护下恒温1.5小时，降温至室温后取出得预备炭；将120份质量分数为33.3%的氢氧化钾溶液与16份预备炭混合均匀后再次放入管式炉，升温至740℃，在氮气保护下恒温2小时，降温至室温后取出，最后用清水清洗至中性，烘干得玫玫瑰茎多孔炭；用玫瑰茎制备的炭材料具有多孔结构，且具有较高的比表面积，该炭材料具有含氧官能团活性位点，对Cr(VI)具有较好的吸附效果，最大吸附量为344.83mg/g，而且吸附过程符合准二级动力学方程，非常适合作为污染水中Cr(VI)的吸附剂；
复配：称取50份膨润土、25份辣木种子粉、6份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、24份玫瑰茎多孔炭、2份聚合硫酸铁、2份聚合氯化铝、10份壳聚糖、0.5份固氮菌、1.5份光合细菌、2份放线菌、0.4份蛋白酶、0.4份脂肪酶、0.4份纤维素酶、0.4份多酚氧化酶、0.4份海藻多糖降解酶，混合均匀后添加2质量倍的清水，搅拌均匀即得污水水质净化剂；污水水质净化剂能够将污水中的蛋白质、纤维素、脂肪等有机大分子分解成小分子物质，供水生生物与水生植物吸收利用，同时污水水质净化剂还可以絮凝未被分解的大颗粒有机物，沉降至底层污泥处被污泥中的微生物缓慢分解吸收，净化剂有助于吸附污水水质中的Cr(VI)，降低Cr(VI)的含量及对水生生物的危害，污水水质净化剂还有助于降低COD和BOD，提高DO，净化水质。
本发明操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.污水水质净化剂的制备方法，包括：制备芋头淀粉、制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂、制备玫瑰茎多孔炭、复配，其特征在于：所述制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂步骤为：取90-100份质量分数为2-3%的氢氧化钠溶液，加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯，轻搅拌并活化5-8分钟后喷洒如芋头淀粉中，控制反应体系含水量在25-40%，搅拌30-45分钟，将混合物密封醚化反应，然后先后以乙醇、丙酮洗涤2-3次，干燥即得阳离子型芋头淀粉絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂步骤中，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的添加量为17-18.5份、1-乙基-2-氨甲基四氢吡咯的添加量为0.05-0.08份。
3.根据权利要求1所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述制备阳离子型芋头淀粉絮凝剂步骤中，密封醚化反应的温度是54-56℃，醚化反应的时间是2.5-3.5小时。
4.根据权利要求1所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述制备芋头淀粉步骤为：将芋头球茎用去离子水洗净，去皮，切割成薄片，控制芋头和去离子水料水比为1:2.5-3.0，用氢氧化钠溶液调pH为9.5-10.0，在植物组织捣碎机中匀浆5-10分钟，过200-260目筛，滤液沉降36-48小时后，3500-4000r/min下离心5-10分钟，静置后取沉淀，用去离子水洗涤3-4次，置于35-40℃下真空干燥即得芋头淀粉。
5.根据权利要求1所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述制备玫瑰茎多孔炭步骤为：将玫瑰茎剪成8-10cm的茎段，冲洗干净，除去表面杂质后放入烘箱烘干，将烘干后的玫瑰茎置于坩埚中，将坩埚与玫瑰茎放入管式炉并加热，通过程序控制由室温升温至350-360℃，氮气保护下恒温1.5-2.0小时，降温至室温后取出得预备炭；将100-120份质量分数为33-35%的氢氧化钾溶液与15-18份预备炭混合均匀后再次放入管式炉，升温至730-750℃，在氮气保护下恒温2-3小时，降温至室温后取出，最后用清水清洗至中性，烘干得玫玫瑰茎多孔炭。
6.根据权利要求1所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述复配步骤为：称取40-50份膨润土、20-30份辣木种子粉、5-8份阳离子型芋头淀粉絮凝剂、20-25份玫瑰茎多孔炭、2-3份聚合硫酸铁、2-3份聚合氯化铝、10-12份壳聚糖、2-5份微生物菌剂、1-2份酶制剂，混合均匀后添加1-2质量倍的清水，搅拌均匀即得污水水质净化剂。
7.根据权利要求6所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述复配步骤中的微生物菌剂为微生物菌剂为重量比为1:2-3:2-4的固氮菌、光合细菌、放线菌的混合物。
8.根据权利要求6所述的污水水质净化剂的制备方法，其特征在于：所述复配步骤中的酶制剂为蛋白酶或脂肪酶或纤维素酶或过氧化物酶或半纤维素酶或多酚氧化酶或海藻多糖降解酶的至少4种酶的混合物。
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